MATLAB文本:exe548.m
w=0.1:0.1:200;
G=tf(10,conv([0.2,1],conv([0.08,1],[0.04,1])));
bode(G,w);grid
5-49 一系统的开环对数频率特性的实验数据如表5-2所列,试确定系统的开环传递函数。
表5-2 实验数据表
| \(\omega\) | 0.1 | 0.2 | 0.4 | 1 | 2 | 4 | 10 | 20 | 30 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| \(20\lg\|G\|\)/dB | 34 (34) | 28 (27.9) | 21 (21.8) | 13 (13) | 5 (4.91) | -5 (-5.06) | -20 (-20.2) | -31 (-32.1) | -34 (-39.1) |
| \(\angle G\) /(°) | -93 (-93.5) | -97 (-97) | -105 (-104) | -123 (-123) | -145 (-148) | -180 (-180) | -225 (-232) | -285 (-300) | -345 (-365) |
解 由实验数据可知,在 \(\omega=2\) 处 \(20\lg|G|\) 变化较大,故可按 \(k_i=\dfrac{20\lg|G_{i+1}|-20\lg|G_i|}{\lg\omega_{i+1}-\lg\omega_i}\) 计算斜率值。
① 取 \(\omega_1=0.1,\omega_2=2\),解得 \(k_1=-22.29\text{dB/dec}\);
② 取 \(\omega_2=2,\omega_3=30\),解得 \(k_2=-33.16\text{dB/dec}\)。
由此,可知:当 \(0<\omega<2\) 时,斜率近似为 \(-20\text{dB/dec}\);当 \(\omega>2\) 时,斜率近似为 \(-40\text{dB/dec}\)。
故系统的传递函数应包含一个积分环节和一个惯性环节。
再考虑到,随着 \(\omega\) 的增大,其相角一直减小,并且在 \(\omega=30\) 时,其相角为 \(-345°\),故传递函数中必包含一个延迟环节,则开环传递函数的形式应为
由 \(20\lg|G(j0.1)|=34\text{dB}\),即
解得
再由 \(\varphi(4)=-180°\),即
解得
所以,系统的开环传递函数为
MATLAB验证:作 \(G(j\omega)\) 的对数频率特性,如图5-95所示,测得 \(20\lg|G|\)(dB)及 \(\angle G\),标注于表5-2的相应括弧内,用于比较。
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w=0.05:0.01:50;
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